(57)【要約】【課題】車両に要求されている駆動力に応じて走行モード切替後の車両の加速に関する応答性を適切に変更することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】本発明の制御装置は、各遊星歯車機構１５、１６のリングギアＲ１、Ｒ２同士を連結する係合状態及びその連結を解除する解放状態に切替可能なクラッチ２１と、リングギアＲ２を回転不能に制動可能なブレーキ２２とを備えた駆動装置１０が設けられたハイブリッド車両１に適用され、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１２にて走行するモータ走行モードからエンジン１１にて走行する機関走行モードに車両１の走行モードを切り替える場合、車両１に要求されている駆動力に応じてエンジン１１の始動、クラッチ２１の解放、及びブレーキ２２によるリングギアＲ２の制動のそれぞれの操作を行う順番が互いに異なる第１切替モードと第２切替モードとを使い分ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を有し、第１回転要素が内燃機関の出力軸と連結され、第２回転要素が出力部材と連結され、第３回転要素が第１電動機と連結された第１差動機構と、相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を有し、第１回転要素が第２電動機と連結され、第２回転要素が前記第１差動機構の第２回転要素と連結された第２差動機構と、前記第１差動機構の第３回転要素と前記第２差動機構の第３回転要素とが一体に回転するように連結される係合状態及びその連結が解除される解放状態に切り替え可能なクラッチ手段と、前記第２差動機構の第３回転要素を回転不能に制動する制動状態及びその制動を解除する制動解除状態に切り替え可能なブレーキ手段と、を備えた駆動装置が設けられ、
前記クラッチ手段が前記係合状態であるとともに前記ブレーキ手段が前記制動解除状態であり、かつ前記内燃機関を停止させて前記第１電動機及び前記第２電動機の少なくともいずれか一方から出力された動力にて走行するモータ走行モードと、前記クラッチ手段が前記解放状態であるとともに前記ブレーキ手段が前記制動状態であり、かつ前記内燃機関から出力された動力にて走行する機関走行モードと、で走行可能なハイブリッド車両に適用され、
前記ハイブリッド車両の走行モードを前記モータ走行モードから前記機関走行モードに切り替える所定の切替条件が成立した場合、まず前記内燃機関を始動し、次に前記ブレーキ手段を前記制動状態に切り替え、その後前記クラッチ手段を前記解放状態に切り替える第１切替モードと、まず前記クラッチ手段を前記解放状態に切り替え、次に前記ブレーキ手段を前記制動状態に切り替え、その後前記内燃機関を始動する第２切替モードと、の２つの切替モードで前記ハイブリッド車両の走行モードを切り替え可能な制御手段を備え、
前記制御手段は、前記切替条件が成立したときに前記ハイブリッド車両に要求されている駆動力に応じて前記第１切替モードと前記第２切替モードとを使い分けるハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記切替条件が成立したときに前記ハイブリッド車両に要求されている駆動力が所定の判定値以上の場合に前記第１切替モードで前記ハイブリッド車両の走行モードを切り替える請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の出力軸には、その出力軸が所定の正転方向に回転することは許容し、前記正転方向とは反対の逆転方向に回転することは阻止するワンウェイクラッチが設けられている請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両に適用され、車両に要求される駆動力に応じて車両の走行中に内燃機関の運転及び停止を切り替えるハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源として内燃機関及び電動機が搭載され、これら動力源から出力された動力が複数の差動機構で構成される動力分割機構で変速されて駆動輪に伝達されるハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両に搭載される駆動装置として、サンギアが第１モータジェネレータのロータと、キャリアが内燃機関のクランクシャフトと、リングギアが出力ギアとそれぞれ連結された第１遊星歯車機構と、サンギアが第２モータジェネレータのロータと、キャリアが第１遊星歯車機構のリングギア及び出力ギアとそれぞれ連結され、リングギアがブレーキで拘束可能かつクラッチで第１遊星歯車機構のサンギアとの接続及びその接続の解除を切替可能な第２遊星歯車機構とを備え、クラッチ及びブレーキによって第２遊星歯車機構のリングギアの接続状態を切り替えて車両の走行モードを切り替えるものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１４８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
動力源として内燃機関及び電動機が搭載されたハイブリッド車両においては、車両に要求される駆動力に応じて車両の走行中に内燃機関の運転及び停止を切り替えることがある。例えば、電動機の動力のみで走行しているときに車両に要求される駆動力が増加すると内燃機関を始動し、内燃機関から出力された動力にて車両を駆動する。特許文献１の駆動装置のようにクラッチ及びブレーキの状態を切り替えることにより車両の走行モードを切り替え可能な駆動装置が搭載されている車両においては、このように車両の走行中に内燃機関を始動する場合、内燃機関の始動、クラッチの断続状態の切り替え、及びブレーキの制動状態の切り替えの順番を変更することにより、走行モード切替後の車両の加速に関する応答性や走行モードの切替時に発生するショックの大きさ等が変化する。特許文献１には、車両の走行中に内燃機関を始動する際の手順について開示も示唆もされていない。
【０００５】
そこで、本発明は、車両に要求されている駆動力に応じて走行モード切替後の車両の加速に関する応答性を適切に変更することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を有し、第１回転要素が内燃機関の出力軸と連結され、第２回転要素が出力部材と連結され、第３回転要素が第１電動機と連結された第１差動機構と、相互に差動回転可能な第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を有し、第１回転要素が第２電動機と連結され、第２回転要素が前記第１差動機構の第２回転要素と連結された第２差動機構と、前記第１差動機構の第３回転要素と前記第２差動機構の第３回転要素とが一体に回転するように連結される係合状態及びその連結が解除される解放状態に切り替え可能なクラッチ手段と、前記第２差動機構の第３回転要素を回転不能に制動する制動状態及びその制動を解除する制動解除状態に切り替え可能なブレーキ手段と、を備えた駆動装置が設けられ、前記クラッチ手段が前記係合状態であるとともに前記ブレーキ手段が前記制動解除状態であり、かつ前記内燃機関を停止させて前記第１電動機及び前記第２電動機の少なくともいずれか一方から出力された動力にて走行するモータ走行モードと、前記クラッチ手段が前記解放状態であるとともに前記ブレーキ手段が前記制動状態であり、かつ前記内燃機関から出力された動力にて走行する機関走行モードと、で走行可能なハイブリッド車両に適用され、前記ハイブリッド車両の走行モードを前記モータ走行モードから前記機関走行モードに切り替える所定の切替条件が成立した場合、まず前記内燃機関を始動し、次に前記ブレーキ手段を前記制動状態に切り替え、その後前記クラッチ手段を前記解放状態に切り替える第１切替モードと、まず前記クラッチ手段を前記解放状態に切り替え、次に前記ブレーキ手段を前記制動状態に切り替え、その後前記内燃機関を始動する第２切替モードと、の２つの切替モードで前記ハイブリッド車両の走行モードを切り替え可能な制御手段を備え、前記制御手段は、前記切替条件が成立したときに前記ハイブリッド車両に要求されている駆動力に応じて前記第１切替モードと前記第２切替モードとを使い分ける（請求項１）。
【０００７】
第１切替モードと第２切替モードとを比較した場合、第１切替モードでは最初に内燃機関の始動を行うので、走行モードの切替中に内燃機関が運転されている期間が第２切替モードよりも長くなる。この場合、車両の走行モードが機関走行モードに切り替わるまでに内燃機関のアイドリング運転を十分に行うことができる。そのため、第１切替モードでは、車両の走行モードが機関走行モードに切り替わった後の車両の加速に関する応答性が第２切替モードよりも高くなる。一方、第２切替モードでは、最後に内燃機関の始動を行う。周知のように電動機の回転速度の制御は、内燃機関の回転速度の制御よりも高精度で行うことができ、また容易である。そのため、この第２切替モードでは各差動機構の各回転要素の回転速度をそれぞれ高精度に制御することができるので、走行モードの切替時に発生するショックを第１切替モードよりも低減することができる。本発明の制御装置によれば、これら第１切替モード及び第２切替モードを切替条件が成立したときに車両に要求されている駆動力に応じて使い分けるので、その駆動力に応じて走行モード切替後の車両の加速に関する応答性を適切に変更することができる。
【０００８】
本発明のハイブリッド車両の制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記切替条件が成立したときに前記ハイブリッド車両に要求されている駆動力が所定の判定値以上の場合に前記第１切替モードで前記ハイブリッド車両の走行モードを切り替えてもよい（請求項２）。車両に対して急加速が要求された場合など走行モードの切替後に車両を速やかに加速する必要がある場合は車両に対して要求される駆動力が大きい。そこで、この駆動力が判定値以上の場合は第１切替モードで車両の走行モードを切り替える。これにより、走行モードの切替後の車両の加速に関する応答性を高め、車両を速やかに加速することができる。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両の制御装置の一形態において、前記内燃機関の出力軸には、その出力軸が所定の正転方向に回転することは許容し、前記正転方向とは反対の逆転方向に回転することは阻止するワンウェイクラッチが設けられていてもよい（請求項３）。この場合、内燃機関の出力軸と接続されている第１差動機構の第１回転要素に他の回転要素から作用する逆転方向へのトルクをワンウェイクラッチで受けることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上に説明したように、本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、走行モードの切替後における車両の加速に関する応答性が高い第１切替モードと、走行モードの切替時に発生するショックが小さい第２切替モードとを、切替条件が成立したときに車両に要求されている駆動力に応じて使い分ける。そのため、車両の要求されている駆動力に応じて走行モード切替後の車両の加速に関する応答性を適切に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の形態に係る制御装置が組み込まれた車両の駆動装置のスケルトン図。
【図２】第１切替モードで車両の走行モードを切り替えたときの動力分割機構の共線図の変化の一例を示す図。
【図３】第２切替モードで車両の走行モードを切り替えたときの動力分割機構の共線図の変化の一例を示す図。
【図４】制御装置が実行するモード切替制御ルーチンを示すフローチャート。
【図５】第２の形態に係る制御装置が組み込まれた車両の駆動装置のスケルトン図。
【図６】ドグクラッチを拡大して示す図。
【図７】モータ走行モード時における動力分割機構の共線図の一例を示す図。
【図８】機関走行モード時における動力分割機構の共線図の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る制御装置が組み込まれた車両の駆動装置のスケルトン図を示している。この駆動装置１０は、ハイブリッド車両１に搭載されるものであり、内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１１と、第１電動機としての第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）１２と、第２電動機としての第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）１３とを備えている。エンジン１１は、ハイブリッド車両に動力源として搭載される周知のものであるため、詳細な説明は省略する。第１ＭＧ１２は、ケース２に回転不能に固定されるステータ１２ａと、そのステータ１２ａの内周側に同軸に配置されたロータ１２ｂとを備えている。第２ＭＧ１３も同様にケース２に回転不能に固定されるステータ１３ａと、そのステータ１３ａの内周側に同軸に配置されたロータ１３ｂとを備えている。これら第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３は、それぞれ電動機及び発電機として機能する周知のものであるため、詳細な説明は省略する。
【００１３】
エンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３は、それぞれ動力分割機構１４と接続されている。動力分割機構１４は、エンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３の接続状態を切り替えてエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３から出力された動力の伝達先を切り替える。動力分割機構１４には、車両１の駆動輪３に動力を出力するための出力部材としての出力ギア４が接続されている。動力分割機構１４から駆動輪３までの動力伝達経路には、カウンタギア５及びドライブギア６が一体回転するように設けられているカウンタシャフト７と、ドライブギア６の回転が伝達されるディファレンシャル機構８と、ドライブシャフト９とが設けられている。カウンタシャフト７は、カウンタギア５が出力ギア４と噛み合うように設けられている。そのため、動力分割機構１４から出力された動力は、出力ギア４、カウンタギア５、カウンタシャフト７、ドライブギア６を介してディファレンシャル機構８に伝達される。ディファレンシャル機構８に伝達された動力は、その後ドライブシャフト９を介して駆動輪３に伝達される。
【００１４】
動力分割機構１４は、第１差動機構としての第１遊星歯車機構１５と、第２差動機構としての第２遊星歯車機構１６とを備えている。これら第１遊星歯車機構１５及び第２遊星歯車機構１６は、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車機構である。第１遊星歯車機構１５は、外歯歯車であるサンギア（以下、第１サンギアと称することがある。）Ｓ１と、そのサンギアＳ１に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギア（以下、第１リングギアと称することがある。）Ｒ１と、これらのギアＳ１、Ｒ１に噛み合うピニオンギアＰ１を自転可能かつサンギアＳ１の周囲を公転可能に保持するキャリア（以下、第１キャリアと称することがある。）Ｃ１とを備えている。第２遊星歯車機構１６も同様に、外歯歯車であるサンギア（以下、第２サンギアと称することがある。）Ｓ２と、そのサンギアＳ２に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギア（以下、第２リングギアと称することがある。）Ｒ２と、これらのギアＳ２、Ｒ２に噛み合うピニオンギアＰ２を自転可能かつサンギアＳ２の周囲を公転可能に保持するキャリア（以下、第２キャリアと称することがある。）Ｃ２とを備えている。
【００１５】
第１サンギアＳ１は、ケース２に回転可能に支持された回転軸１７と一体に回転するように連結されている。この図に示したように回転軸１７の一端は、ダンパー１８を介してエンジン１１の出力軸１１ａと接続されいる。なお、ダンパー１８は、エンジン１１のトルク変動を吸収可能な周知のものであるため、詳細な説明を省略する。一方、回転軸１７の他端は、オイルポンプ１９と接続されている。回転軸１７には、回転軸１７が所定の正転方向に回転することは許容し、回転軸１７が正転方向とは反対の逆転方向に回転することは阻止するワンウェイクラッチ２０が設けられている。なお、正転方向には、エンジン１１の運転時にエンジン１１の出力軸１１ａが回転する方向が設定される。
【００１６】
第１リングギアＲ１は、第１ＭＧ１２のロータ１２ｂと連結されている。第１キャリアＣ１及び第２キャリアＣ２は、出力ギア４と連結されている。第２サンギアＳ２は、第２ＭＧ１３のロータ１３ｂと連結されている。第２リングギアＲ２は、クラッチ手段としてのクラッチ２１を介して第１リングギアＲ１と接続されている。クラッチ２１は、第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とが一体に回転するようにこれらのリングギアＲ１、Ｒ２を連結する係合状態、及びその連結を解除する解放状態に切り替え可能に設けられている。また、第２リングギアＲ２には、ブレーキ手段としてのブレーキ２２が設けられている。ブレーキ２２は、第２リングギアＲ２を回転不能に制動する制動状態、及びその制動を解除する制動解除状態に切り替え可能に設けられている。
【００１７】
このように各遊星歯車機構１５、１６の各回転要素が接続されることにより、第１の形態においては、第１サンギアＳ１が本発明の第１差動機構の第１回転要素に、第１キャリアＣ１が本発明の第１差動機構の第２回転要素に、第１リングギアＲ１が本発明の第１差動機構の第３回転要素にそれぞれ相当する。また、第２サンギアＳ２が本発明の第２差動機構の第１回転要素に、第２キャリアＣ２が本発明の第２差動機構の第２回転要素に、第２リングギアＲ２が本発明の第２差動機構の第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００１８】
この動力分割機構１４では、クラッチ２１を係合状態に切り替えるとともにブレーキ２２を制動解除状態に切り替えることにより、第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とを一体に回転させることができる。上述したように第１キャリアＣ１と第２キャリアＣ２とは連結されているので、この場合は第１遊星歯車機構１５及び第２遊星歯車機構１６を４つの回転要素を有する１つの差動機構として機能させることができる。また、この動力分割機構１４では、クラッチ２１を解放状態に切り替えるとともにブレーキ２２を制動状態に切り替えることにより、第２リングギアＲ２を回転不能に拘束し、第１リングギアＲ１のみを第１ＭＧ１２のロータ１２ｂと一体に回転させることができる。この場合は、第１遊星歯車機構１５と第２遊星歯車機構１６とが別の差動機構として機能する。さらに、この動力分割機構１４では、回転軸１７にワンウェイクラッチ２０を設けたので、第１サンギアＳ１が逆転方向に回転することを阻止することができる。
【００１９】
駆動装置１０の動作は、制御装置３０にて制御される。制御装置３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成され、車両１の走行状態及びエンジン１１の運転状態等に応じて駆動装置１０の動作を制御する。例えば、制御装置３０は、車両１の発進時や低速走行時等には、エンジン１１を停止させ、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３の少なくともいずれか一方から出力された動力で車両１が走行するように駆動装置１０を制御する。この際、制御装置３０は、第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とが一体に回転するようにクラッチ２１を係合状態に切り替えるとともにブレーキ２２を制動解除状態に切り替える。以降、このようにエンジン１１を停止させて第２ＭＧ１３の動力で車両１を走行させる走行モードをモータ走行モードと称することがある。また、制御装置３０は、モータ走行モードで車両１を走行させているときに車両１に要求されている駆動力が増大した場合、エンジン１１を始動し、少なくともエンジン１１から出力された動力で車両１が走行するように駆動装置１０を制御する。この際、制御装置３０は、第１リングギアＲ１のみが第１ＭＧ１２のロータ１２ｂと一体回転するようにクラッチ２１を解放状態に切り替えるとともにブレーキ２２を制動状態に切り替える。以降、このように少なくともエンジン１１の動力を利用して車両１を走行させる走行モードを機関走行モードと称する。この他、制御装置３０は、車両１の走行状態に応じてエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３のそれぞれの運転状態を制御する。制御装置３０には、車両１の走行状態及びエンジン１１の運転状態を検出するためのセンサとして例えばアクセル開度に対応する信号を出力するアクセル開度センサ３１、及び車両１の速度に対応する信号を出力する車速センサ３２等が接続されている。この他にも制御装置３０には各種センサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２０】
車両１の走行モードをモータ走行モードから機関走行モードに切り替えるためには、エンジン１１の始動、クラッチ２１の状態の切り替え、及びブレーキ２２の状態の切り替えを行う必要がある。制御装置３０は、これらの操作を行う順番が異なる２つの切替モードにて車両１の走行モードをモータ走行モードから機関走行モードに切り替える。２つの切替モードのうちの一方の切替モードにおいて、制御装置３０は、まずエンジン１１を始動し、次にブレーキ２２を制動解除状態から制動状態に切り替え、その後クラッチ２１を係合状態から解放状態に切り替える。以降、この切替モードを第１切替モードと称する。図２は、この第１切替モードで車両１の走行モードを切り替えたときの動力分割機構１４の共線図の変化の一例を示している。なお、この図では、第１サンギアＳ１、第１キャリアＣ１、第１リングギアＲ１、第２サンギアＳ２、第２キャリアＣ２、及び第２リングギアＲ２をそれぞれの符号Ｓ１、Ｃ１、Ｒ１、Ｓ２、Ｃ２、及びＲ２で示した。また、図２の各共線図で示した「正転」の回転方向は、上述した回転軸１７の正転方向であり、「逆転」の回転方向は回転軸１７の逆転方向である。そして、図中の矢印は、各回転要素のトルクを示している。
【００２１】
図２を参照して第１切替モードについて説明する。上述したようにモータ走行モード時は、クラッチ２１が係合状態に切り替えられるとともにブレーキ２２が制動解除状態に切り替えられるので、図２の一番上の図に示したように第１リングギアＲ１の回転数と第２リングギアＲ２の回転数とが同一になる。そして、回転軸１７にはワンウェイクラッチ２０が設けられているので、第１サンギアＳ１の逆転方向への回転が阻止される。これにより、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３のそれぞれのトルクをワンウェイクラッチ２０で受けることができる。そのため、第２ＭＧ１３を逆転方向に回転させ、第１ＭＧ１２を正転方向に回転させることにより、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３のそれぞれのトルクを出力ギア４に伝達することができる。そして、これにより第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３の動力にて車両１を走行させることができる。
【００２２】
第１切替モードでは、この状態から図２の上から２番目の図に示したようにまずエンジン１１の始動が行われる。エンジン１１の始動は、例えばこの上から２番目の図に示したように第２ＭＧ１３を正転方向に回転させてエンジン１１の出力軸１１ａを正転方向に回転させ、その後エンジン１１への燃料供給等を開始することにより行われる。エンジン１１の始動後、第１切替モードでは、第２ＭＧ１３の回転速度を上昇させるとともに第１ＭＧ１２の回転速度を低下させて０にする。この状態の動力分割機構１４の共線図が、図２の上から３番目の図である。この状態において制御装置３０は、ブレーキ２２を制動解除状態から制動状態に切り替える。これにより第１リングギアＲ１及び第２リングギアＲ２が回転不能に制動される。
【００２３】
その後、第１切替モードでは、クラッチ２１が係合状態から解放状態に切り替えられる。これにより、第２リングギアＲ２は回転不能な状態に維持され、第１リングギアＲ１は第１ＭＧ１２のロータ１２ｂと一体に回転可能となる。クラッチ２１を解放状態に切り替えた後の動力分割機構１４の共線図が、図２の一番下の図である。この図に示したようにクラッチ２１を解放状態に切り替えたことにより、第１遊星歯車機構１５を介してエンジン１１の動力を出力ギア４に出力可能になるとともに第２遊星歯車機構１６を介して第２ＭＧ１３の動力を出力ギア４に出力可能になる。これにより、車両１の走行モードが機関走行モードに切り替わる。
【００２４】
一方、２つの切替モードの他方の切替モードでは、制御装置３０は、まずクラッチ２１を係合状態から解放状態に切り替え、次にブレーキ２２を制動解除状態から制動状態に切り替え、その後エンジン１１を始動する。以降、この切替モードを第２切替モードと称する。図３は、この第２切替モードで車両１の走行モードを切り替えたときの動力分割機構１４の共線図の変化の一例を示している。図３を参照して第２切替モードについて説明する。なお、この図において図２と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。また、図３の一番上の図は図２の一番上の図と、図３の一番下の図は図２の一番下の図とそれぞれ同一であるため、これらの説明も省略する。
【００２５】
第２切替モードでは、まず図３の一番上の図に示したモータ走行モードの状態からまずクラッチ２１が解放状態に切り替えられる。これにより、第１リングギアＲ１と第２リングギアＲ２とを別々の回転速度で回転させることができる。続いて第２切替モードでは、この状態から第２ＭＧ１３の回転速度を上昇させて第２リングギアＲ２の回転速度を０に調整し、その後ブレーキ２２を制動状態に切り替える。ブレーキ２２を制動状態に切り替えた状態の動力分割機構１４の共線図が、図３の上から２番目の図である。この場合、第１遊星歯車機構１５と第２遊星歯車機構１６とが別々に機能するので、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３のうちの一方のモータジェネレータの回転速度を他方のモータジェネレータの回転速度に拘わりなく変更することができる。
【００２６】
その後、第２切替モードではエンジン１１の始動が行われる。このエンジン１１の始動は、図３の上から３番目の図に示したように第１キャリアＣ１を第２ＭＧ１３で正転方向に回転させつつ第１ＭＧ１２の回転速度を低下させてエンジン１１の回転数を上昇させ、この状態でエンジン１１への燃料供給等を開始することにより行われる。その後、エンジン１１及び第２ＭＧ１３の回転速度をそれぞれ正転方向に上昇させるとともに、第１ＭＧ１２を逆転方向に回転させる。この状態の動力分割機構１４の共線図が、図３の一番下の図である。そして、これにより車両１の走行モードが機関走行モードに切り替わる。
【００２７】
上述したように第１切替モードでは、最初にエンジン１１の始動を行うので、第２切替モードと比較して走行モードの切り替え中にエンジン１１が運転されている期間が長くなる。そのため、第２切替モードと比較して走行モードが機関走行モードに切り替わるまでにエンジン１１のアイドリング運転を十分に行うことができる。この場合、走行モードが機関走行モードに切り替わった後の車両１の加速に関する応答性が第２切替モードよりも高くなる。一方、第２切替モードでは、図３に示したように最後にエンジン１１の始動を行う。周知のように回転速度（回転数）の制御は、エンジン１１よりもモータジェネレータ１２、１３の方が高精度に行うことができ、また容易である。また、ワンウェイクラッチ２０によって第１サンギアＳ１の回転数を０に維持することにより、図３の２番目の図の状態まで第１遊星歯車機構１５の各回転要素の回転速度をほぼ一定に維持することができる。そのため、第１切替モードと比較して走行モード切替時に発生するショックを低減することができる。
【００２８】
そこで、制御装置３０は、車両１の走行モードをモータ走行モードから機関走行モードに切り替えるべき所定の切替条件が成立したときに車両１に要求されている駆動力（以下、要求駆動力と称することがある。）に応じてこれら第１切替モード及び第２切替モードを使い分ける。図４は、このように制御装置３０が第１切替モードと第２切替モードとを使い分けるべく車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行するモード切替制御ルーチンを示している。この制御ルーチンを実行することにより、制御装置３０が本発明の制御手段として機能する。
【００２９】
図４の制御ルーチンにおいて制御装置３０は、まずステップＳ１１で車両１の走行状態を取得する。車両１の走行状態としては、例えばアクセル開度及び車両１の速度（車速）が取得される。次のステップＳ１２において制御装置３０は、車両１が走行中か否か判断する。この判断は、例えば車速に基づいて行えばよい。車両１が停止中と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、車両１が走行中と判断した場合はステップＳ１３に進み、制御装置３０は、エンジン１１が停止中か否か判断する。エンジン１１が運転中であると判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。
【００３０】
一方、エンジン１１が停止中であると判断した場合はステップＳ１４に進み、制御装置３０は車両１の走行モードをモータ走行モードから機関走行モードに切り替える所定の走行モード切替条件が成立したか否か判断する。この走行モード切替条件は、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３で出力可能な動力よりも要求駆動力の方が大きい場合に成立したと判断される。なお、要求駆動力はアクセル開度に応じて定まるため、この要求駆動力はアクセル開度に基づいて算出すればよい。走行モード切替条件が不成立と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３１】
一方、走行モード切替条件が成立したと判断した場合はステップＳ１５に進み、制御装置３０は要求駆動力が予め設定した所定の判定値以上か否か判断する。車両１に対して急加速が要求された場合は一般にアクセルペダルが急に踏み込まれるので、走行モード切替条件が成立したときの要求駆動力が大きくなると考えられる。そして、この場合は走行モードが切り替わった後に車両１が速やかに加速することが要求される。一方、車両１に対して緩やかな加速が要求された場合はアクセルペダルが徐々に踏み込まれるので、走行モード切替条件が成立したときの要求駆動力は車両に１対して急加速が要求された場合よりも小さくなると考えられる。この場合は、走行モードが切り替わった後に車両１の速やかな加速が要求されない。そこで、所定の判定値としては、例えば走行モードが切り替わった後に車両１に対して速やかな加速が要求されているか否か判断可能な要求駆動力が設定される。このような判定値は、例えば予め実験などにより求めて制御装置３０のＲＯＭに記憶させておけばよい。
【００３２】
要求駆動力が判定値以上と判断した場合はステップＳ１６に進み、制御装置３０は車両１の走行モードを第１切替モードで切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、要求駆動力が判定値未満と判断した場合はステップＳ１７に進み、制御装置３０は車両１の走行モードを第２切替モードで切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３３】
この第１の形態の制御装置によれば、車両１の走行モードを切り替える際の要求駆動力に応じて切替モードを変更するので、走行モードを切り替えた後の車両１の加速に関する応答性を適切に変更することができる。例えば、車両１に急加速が要求された場合は、第１切替モードによって車両１の走行モードが切り替えられるので、走行モードが切り替わった後の車両１の加速に関する応答性を高めて車両１を速やかに加速させることができる。一方、車両１に緩やかな加速が要求されている場合は、第２切替モードで車両１の走行モードが切り替えられるので、車両１の走行モードを切り替えるときに発生するショックを抑えることができる。
【００３４】
（第２の形態）
次に図５〜図８を参照して本発明の第２の形態に係る制御装置について説明する。図５は、この形態の制御装置が組み込まれた車両１の駆動装置１０のスケルトン図を示している。なお、図５において図１と共通の部分については同一の符号を付して説明を省略する。この図に示したように第２の形態の駆動装置１０では、一方の側（図５の右側）からエンジン１１、第２ＭＧ１３、第２遊星歯車機構１６、第１遊星歯車機構１５、第１ＭＧ１２の順でこれらが並ぶように設けられている。また、この駆動装置１０では、第１遊星歯車機構１５として２つのピニオンギアＰ１１、Ｐ１２を有するダブルピニオン型の遊星歯車機構が設けられている。この駆動装置１０では、エンジン１１の出力軸１１ａは第１キャリアＣ１と連結されている。また、第１ＭＧ１２のロータ１２ｂは、第１サンギアＳ１と、第２ＭＧ１３のロータ１３ｂは、第２サンギアＳ２とそれぞれ連結されている。そして、出力ギア４は、第１リングギアＲ１及び第２キャリアＣ２と連結されている。
【００３５】
このように各遊星歯車機構１５、１６の各回転要素が接続されることにより、第２の形態では、第１キャリアＣ１が本発明の第１差動機構の第１回転要素に、第１リングギアＲ１が本発明の第１差動機構の第２回転要素に、第１サンギアＳ１が本発明の第１差動機構の第３回転要素にそれぞれ相当する。
【００３６】
この図に示したように第２の形態の駆動装置１０は、ドグクラッチ４０を備えている。図６は、ドグクラッチ４０の部分を拡大して示している。ドグクラッチ４０は、第２リングギアＲ２と一体に回転する係合ハブ４１と、ケース２に回転不能に固定されるブレーキハブ４２と、第１サンギアＳ１及び第１ＭＧ１２のロータ１２ｂと一体に回転するクラッチハブ４３とを備えている。この図に示したようにブレーキハブ４２は係合ハブ４１の一方の側に、クラッチハブ４３は係合ハブ４１の他方の側にそれぞれ配置されている。
【００３７】
これらのハブ４１、４２、４３の外周面にはスプライン歯がそれぞれ形成されており、これらのスプライン歯にはスリーブ４４が図６の左右方向に移動可能なように噛み合わされている。スリーブ４４は、係合ハブ４１のみと噛み合うことが可能な長さであるとともに、図６の右側に移動したときには係合ハブ４１及びブレーキハブ４２とそれぞれ噛み合い、図６の左側に移動したときには係合ハブ４１及びクラッチハブ４３とそれぞれ噛み合うように設けられている。そのため、このスリーブ４４を図６の右側に移動させることにより、第２リングギアＲ２に回転不能に制動できる。この場合、ドグクラッチ４０が本発明のブレーキ手段として機能する。一方、スリーブ４４を図６の左側に移動させることにより、第２リングギアＲ２と第１サンギアＳ１とを一体に回転させることができる。この場合、ドグクラッチ４０が本発明のクラッチ手段として機能する。以降、スリーブ４４が係合ハブ４１のみと噛み合っている状態を解放状態と称することがある。また、スリーブ４４が係合ハブ４１及びブレーキハブ４２とそれぞれ噛み合っている状態をブレーキ状態と称し、スリーブ４４が係合ハブ４１及びクラッチハブ４３とそれぞれ噛み合っている状態をクラッチ状態と称することがある。図５に示したようにドグクラッチ４０の動作は、制御装置３０にて制御される。
【００３８】
この形態の駆動装置１０でも、エンジン１１を停止させ、第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３の少なくともいずれか一方から出力された動力で車両１を走行させるモータ走行モード、及びエンジン１１を始動し、少なくともエンジン１１から出力された動力で車両１を走行させる機関走行モードに制御される。なお、モータ走行モードにおいてはドグクラッチ４０がクラッチ状態に切り替えられ、機関走行モードにおいてはドグクラッチ４０がブレーキ状態に切り替えられる。図７は、モータ走行モードにおける動力分割機構１４の共線図の一例を示している。この図は、第１の形態の図２又は図３の一番上の図に相当する。また、図８は、機関走行モードにおける動力分割機構１４の共線図の一例を示している。この図は第１の形態の図２又は図３の一番下の図に相当する。なお、図７、８において図２、３と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。図７及び図８に示したように、この形態では図２及び図３の第１リングギアＲ１の位置に第１サンギアＳ１が、第１キャリアＣ１の位置に第１リングギアＲ１が、第１サンギアＳ１の位置に第１キャリアＣ１がそれぞれ配置される。それ以外は、図２及び図３と同じである。
【００３９】
また、この形態においても制御装置３０は、走行モードを切り替える際に第１切替モード及び第２切替モードで走行モードを切り替える。この形態の第１切替モードでは、まずエンジン１１が始動され、次にドグクラッチ４０がブレーキ状態から解放状態に切り替えられ、その後ドグクラッチ４０が解放状態からブレーキ状態に切り替えられる。なお、この際の動力分割機構１４の共線図の変化は、図２において第１遊星歯車機構１５の各回転要素が配置される位置を図７及び図８に示したように変更したものとなる。
【００４０】
一方、この形態の第２切替モードでは、まずドグクラッチ４０がブレーキ状態から解放状態に切り替えられ、次にドグクラッチ４０が解放状態からブレーキ状態に切り替えられ、その後エンジン１１が始動される。この場合の動力分割機構１４の共線図の変化は、図３において第１遊星歯車機構１５の各回転要素が配置される位置を図７及び図８に示したように変更したものとなる。
【００４１】
そのため、この形態においても第１切替モードで車両１の走行モードを切り替えた場合は、走行モードが機関走行モードに切り替わった後の車両１の加速に関する応答性が第２切替モードよりも高くなる。また、第２切替モードで車両１の走行モードを切り替えた場合は、第１切替モードと比較して走行モード切替時に発生するショックを軽減することができる。そして、この形態においても制御装置３０は、図４に示したモード切替制御ルーチンを実行し、モード切替条件が成立したときの要求駆動力に応じて第１切替モードと第２切替モードとを使い分ける。
【００４２】
このように第２の形態においても、制御装置３０が車両１の走行モードを切り替える際の要求駆動力に応じて切替モードを変更するので、走行モードを切り替えた後の車両１の加速に関する応答性を適切に変更することができる。そのため、車両１に急加速が要求された場合には、走行モード切替後に速やかに車両１を加速させることができる。また、車両１に緩やかな加速が要求されている場合は、走行モード切替時に発生するショックを抑えることができる。
【００４３】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の制御装置は、第１遊星歯車機構がシングルピニオン型で、第２遊星歯車機構がダブルピニオン型の駆動装置に適用してもよいし、第１遊星歯車機構及び第２遊星歯車機構の両方がダブルピニオン型の駆動装置に適用してもよい。
【００４４】
本発明の制御装置が適用される駆動装置の差動機構は、遊星歯車機構に限定されない。例えば、ピニオンギアの代わりにローラが設けられた遊星ローラ機構が差動機構として設けられた駆動装置に適用してもよい。また、内燃機関の出力軸にワンウェイクラッチが設けられていない駆動装置に本発明の制御装置を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  ハイブリッド車両
４  出力ギア（出力部材）
１０  駆動装置
１１  内燃機関
１１ａ  出力軸
１２  第１モータジェネレータ（第１電動機）
１３  第２モータジェネレータ（第２電動機）
１５  第１遊星歯車機構（第１差動機構）
１６  第２遊星歯車機構（第２差動機構）
２０  ワンウェイクラッチ
２１  クラッチ（クラッチ手段）
２２  ブレーキ（ブレーキ手段）
３０  制御装置（制御手段）
４０  ドグクラッチ（ブレーキ手段、クラッチ手段）
Ｓ１  サンギア（第１差動機構の第１回転要素、第１差動機構の第３回転要素）
Ｃ１  キャリア（第１差動機構の第２回転要素、第１差動機構の第１回転要素）
Ｒ１  リングギア（第１差動機構の第３回転要素、第１差動機構の第２回転要素）
Ｓ２  サンギア（第２差動機構の第１回転要素）
Ｃ２  キャリア（第２差動機構の第２回転要素）
Ｒ２  リングギア（第２差動機構の第３回転要素）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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